各总线及接口介绍.docVIP

常见接口电路介绍 一、 I2C总线简介 1. 什么是I2C（?INTER IC BUS） NXP 半导体（原Philips 半导体）于20 多年前发明了一种简单的双向二线制串行通信总线，这个总线被称为Inter-IC 或者I2C 总线。目前I2C 总线已经成为业界嵌入式应用的标准解决方案，被广泛地应用在各式各样基于微控器的专业、消费与电信产品中，作为控制、诊断与电源管理总线。多个符合I2C 总线标准的器件都可以通过同一条I2C 总线进行通信，而不需要额外的地址译码器。由于I2C 是一种两线式半双工 2. I2C总线的基本概念 1） 发送器（Transmitter）：发送数据到总线的器件； 2） 接收器（Receiver）：从总线接收数据的器件； 3） 主机（Master）：初始化发送、产生时钟信号和终止发送的器件； 4） 从机（Slave）：被主机寻址的器件； 其线路结构图如下： 如上图示，I2C 总线具有如下特点： 1）I2C 总线是双向传输的总线，因此主机和从机都可能成为发送器和接收器。不论主机是发送器还是接收器，时钟信号SCL 都要由主机来产生； 2） 只需要由两根信号线组成，一根是串行数据线SDA，另一根是串行时钟线SCL； 3） SDA 和SCL 信号线都必须要加上拉电阻Rp（Pull-Up Resistor）。上拉电阻一般取值3～10KΩ； 4） SDA 和SCL 管脚都是漏极开路（或集电极开路）输出结构； 3. I2C总线的信号传输 1）3种速率可选择 标准模式100kbps、快速模式400kbps、最高速率3.4Mbps； 2）具有特定的传输起始、停止条件 a）起始条件：当SCL 处于高电平期间时，SDA 从高电平向低电平跳变时产生起始条件。 起始条件常常简记为S； b）停止条件：当SCL 处于高电平期间时，SDA 从低电平向高电平跳变时产生停止条件。 停止条件简记为P； 3） 数据传输从确定从机地址开始 a）多个从机可连接到同一条I2C 总线上，它们之间通过各自唯一的器件地址来区分； b）一般从机地址由7 位地址位和一位读写标志R/W 组成，7 位地址占据高7 位，读写位在最后。读写位是0，表示主机将要向从机写入数据；读写位是1，则表示主机将要从从机读取数据； 4） 以字节为单位的数据传输方式 a）I2C 总线以字节（Byte）为单位收发数据，主机总是先发地址再发数据； b）在I2C 总线传输数据过程中，每传输一个字节，都要跟一个应答状态位。遵循“谁接收谁产生”的原则，即总是由接收器产生应答位，应答位为0 表示接收器应答（ACK）；为1 则表示非应答（NACK）； c）如果接收器在接收完最后一个字节的数据，或者不能再接收更多的数据时，应当产生非应答来通知发送器； 4. I2C总线数据传输时序图示 1）传输格式图示 （灰色为主机的工作时隙，白色为从机的工作时隙） S：起始位（START）； SA：从机地址（Slave Address），7 位从机地址； W：写标志位（Write），1 位写标志； R：读标志位（Read），1 位读标志； A：应答位（Acknowledge），1 位应答； A：非应答位（Not Acknowledge），1 位非应答M； D：数据（Data），每个数据都必须是8 位； P：停止位（STOP）； 2）传输时序示例 5. I2C总线的常见应用 所应用范围包括：摄像头、调频收音机芯片、音频编解码芯片、模拟电视、光电鼠标等，一般用于同一板卡上芯片之间的通信，较少用于远距离通信。 二、 SPI总线简介 1.什么是SPI 串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface_串行外设接口单工通信； 全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。 同步通信原理： ??同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式，一次通信只传送一帧信息。这里的信息帧与异步通信中的字符帧不同，通常含有若干个数据字符。 ??采用同步通信时，将许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息（通常称为帧）的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。在同步传输过程中，一个字符可以对应5～8位。当然，对同一个传输过程，所有字符对应同样的数位，比如说n位。这样，传输时，按每n位划分为一个时间片，发送端在一个时间片中发送一个字符，接收端则在一个时间片中接收一个字符。 ??同步传输时，一个信息帧中包含许多字符，每个信息帧用同步字符作为开始，一般将同步字符和空字符用同一个代码。在整个系统中，由一个统一的时钟控制发送端的发送和空字符用同